申请日2018.12.21
公开(公告)日2019.03.08
IPC分类号C02F11/00; C02F11/12; C02F11/06; C02F11/121; C02F11/14; C02F103/36
摘要
本发明提供了一种炼化污水场低浓度含油污泥的处理方法与装置。该方法以电催化氧化技术为核心单元：将低浓度含油污泥通过前处理单元进行浓缩脱水，分离出污油、含油污水和浓缩油泥;将浓缩油泥分别进行催化剂的均相混合、电催化氧化处理和多相分离稳定处理，得到含油污水和泥渣;将泥渣进行脱水干化，完成对低浓度含油污泥的处理，处理后的含油污泥的含油率低于2%，含水率低于30%。本发明的低浓度含油污泥的处理方法分离出的污水的油含量、COD均能满足污水场的进水要求。
权利要求书
1.一种炼化污水场低浓度含油污泥的处理方法，其特征在于，该处理方法通过以下步骤实现：
步骤一：将低浓度含油污泥进行浓缩脱水，分离出污油、含油污水和浓缩油泥;
步骤二：将所述浓缩油泥依次进行催化剂均相混合、电催化氧化处理和多相分离稳定处理，得到氧化后的含油污水和泥渣;
步骤三：将所述泥渣进行后续脱水干化处理，完成对低浓度含油污泥的处理，处理后的含油污泥的含油率低于2%，含水率低于30%。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述电催化氧化处理采用的催化剂为硫酸锰、硫酸钠、氯化锰、氯化钠中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述催化剂的添加量为含油污泥质量的0.2%-2.0%。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述电催化氧化处理的处理时间为0.5h-3.0h。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述电催化氧化处理的处理电压为3V-25V。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述电催化氧化处理的处理温度为20℃-50℃。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述脱水干化处理包括脱水和干化的步骤。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤二中，催化剂均相混合的时间为20min以上。
9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤二中，多相分离稳定处理中稳定的时间为30min-120min。
10.一种炼化污水场低浓度含油污泥的处理装置，其特征在于，该处理装置包括：前处理单元、电催化氧化单元、脱水干化单元和药剂投配单元;其中，
所述前处理单元用于对低浓度含油污泥进行浓缩脱水;
所述电催化氧化单元用于对浓缩脱水后得到的浓缩油泥进行电催化氧化处理;
所述脱水干化单元用于对电催化氧化处理后的泥渣进行后续脱水干化处理;
所述药剂投配单元用于配制和投加药剂。
说明书
一种炼化污水场低浓度含油污泥的处理方法与装置
技术领域
本发明涉及一种含油污泥的处理方法与装置，尤其涉及一种炼化污水场低浓度含油污泥的处理方法与装置，属于危险固体废物处理技术领域。
背景技术
“油泥”是列入国家危险固体废物名录的炼化企业主要固废，主要包括污水处理场的隔油池底泥和浮渣。鉴于油泥中颗粒物的特性，尤其是浮选药剂等炼化助剂的影响，这类油泥颗粒细小，吸附油的能力强，造成油、水、固结合牢固，分离困难。这类油泥的处理和处置却始终未取得技术突破，存在技术陈旧、脱水困难、回收油品质差、干化困难、干化泥剩余油含量高等众多问题，尤其是随着油品质量升级、环保排放提标，“油泥”问题更为突出，企业的环保及经济压力增大，“油泥”处理处置的新技术需求更为迫切。
现有的炼化污水处理场油泥处理处置技术均是以脱水减容为主，油类污染物没有得到有效去除，重质油(尤其是胶质沥青质)基本残留在污泥中，处理工艺包括重力浓缩脱水(部分企业采用硫酸调节)、机械脱水(进料进行化学调节)、干化脱水。至于油泥的最终处置，除了部分自备电厂的企业将干化油泥掺加到煤中燃烧外，大部分企业是将机械脱水或干化脱水油泥外委处置，之所以企业自身未进行焚烧处置，与油泥特点密切相关，油泥的输送、炉膛结焦、辅助燃料、烟气处理等问题众多，早期少数企业自建的焚烧炉均已废弃。
为使处置油泥的含油率降到比较低的水平，采用的技术包括超热蒸汽喷射处理技术、焚烧处理技术和生物处理技术。
超热蒸汽喷射处理技术主要工作原理是通过锅炉产生的超高温蒸汽(600℃)经特制的喷嘴以2马赫速度喷出，与油泥颗粒正面碰撞，在高温作用及高速所产生的冲量作用下将油泥中所吸附或包含的油分和水分蒸出，蒸汽冷却后实现油水分离，原油可直接回收，废渣中油分可大部分被除掉，废渣中含油率最低可达0.08%。
焚烧处理技术(焚烧法)是指将已经预先脱水浓缩后含水率降低到一定程度的低浓度油泥送至温度800℃-850℃的焚烧炉内进行焚烧30min即可，形成的灰渣仍需要进入填埋等后续处理阶段。
生物法处理是利用微生物将低浓度油泥中的石油烃类作为碳源进行同化降解，使其最终完全矿化，转变为无机物质(CO2和H2O)的过程。主要包括生物反应器法和堆肥法。
超热蒸汽喷射处理技术存在投资大、能耗高的问题，且对重质油的处理效果受限;生物处理技术占地大、处理时间长、受环境因素影响大，且对胶质、沥青质的去除力不从心。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种炼化污水场的低浓度含油污泥的处理方法和装置，该处理方法和装置使含油污泥脱水更容易，最终干化污泥量更少，含油、含水率更低，总体经济性良好，解决困扰石油行业多年的油泥减量及无害化问题。
为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种炼化污水场低浓度含油污泥的处理方法，该处理方法包括以下步骤：
步骤一：将低浓度含油污泥进行浓缩脱水，分离出污油、含油污水和浓缩油泥;
步骤二：将浓缩油泥依次进行催化剂均相混合、电催化氧化处理和多相分离稳定处理，得到氧化后的含油污水和泥渣;
步骤三：将泥渣进行后续脱水干化处理，完成对低浓度含油污泥的处理，处理后的含油污泥的含油率低于2%，含水率低于30%。
本发明的炼化污水场低浓度含油污泥的处理方法，针对的是炼化污水场的隔油底泥和浮渣等低浓度的含油污泥。这类低浓度含油污泥主要包括油、水和固体杂质，一般含油率低于5%。
在步骤一中，低浓度含油污泥在前处理单元进行浓缩脱水。经过前处理单元浓缩脱水后的浓缩油泥的含水率可以降至98%以下。
其中，浓缩脱水可以在重力浓缩罐中进行。
在本发明的一具体实施方式中，以一定的流量将低浓度含油污泥泵入重力浓缩罐中进行浓缩脱水。
在步骤二中，步骤一分离出的浓缩油泥进入电催化氧化单元进行电催化氧化处理。
步骤二分离出的污油，送入污水处理场的污油罐，进行回收及回炼处理;分离出的含油污水，送入污水处理场的调节单元进行处理。
步骤二是将步骤一分离出的浓缩油泥依次进行均相混合、电催化氧化处理和多相分离稳定处理的步骤。
其中，在步骤二中，首先在电催化氧化处理单元中进行催化剂均相混合，即浓缩油泥与催化剂的均相混合步骤。
在本发明的一具体实施方式中，浓缩油泥与催化剂的均相混合时间为20min以上。
在本发明的一具体实施方式中，均相混合可以在均相器中进行，实现催化剂与油泥的均相分布。
其中，在步骤二中，对与催化剂均相混合后浓缩油泥进行电催化氧化处理。
在本发明的一具体实施方式中，电催化氧化处理采用的催化剂为盐类水溶性化学物质。比如，采用的催化剂可以为硫酸锰、硫酸钠、氯化锰和氯化钠中的一种或几种的组合。
在本发明的进一步的具体实施方式中，催化剂的添加量为含油污泥质量的0.2%-2.0%。
在本发明的一具体实施方式中，电催化氧化反应可以在电催化氧化反应器中进行。电催化氧化反应以电为动力，将电能转化为化学能，并直接作用于油类污染物，分解油类有机物，极大地降低浓缩油泥的粘度。
在本发明的更具体的实施方式中，电催化氧化反应的处理时间为0.5h-3.0h;优选地，处理时间为0.5h-2.5h。
在本发明的另一具体实施方式中，电催化氧化反应的电压为3V-25V。进一步地，采用3V-25V的直流电源。
在本发明的又一具体实施方式中，电催化氧化处理时的温度为20℃-50℃。
其中，在步骤二中，最后是点催化氧化反应后的产物在电催化氧化处理单元中进行多相分离与稳定的步骤。
在本发明的一具体实施方式中，电催化氧化反应的产物可以在稳定器中进行，实现气、液、固的分离与稳定。
具体地，分离出的污水，送入污水处理场的调节单元进行处理。稳定并分离出的泥渣进入后续的脱水干化单元进行处理。
在本发明的一具体实施方式中，氧化后的反应产物的稳定时间为30min-120min。
在步骤三中，是将经过电催化氧化单元处理后得到的泥渣进行后续的脱水与干化的步骤。
具体地，步骤三中，脱水干化处理包括脱水和干化。
其中，机械脱水后污泥的含水率降至80%以下。脱水可以为机械脱水，采用的设备包括本领域常用的离心机和过滤机。
其中，干化后污泥的含水率降至30%以下，含油率降至2%以下。
在本发明的一具体实施方式中，干化采用的设备包括本领域常用的干化机。
经过脱水干化处理后产生的脱出水，送至污水处理场的调节单元进行处理。
为了实现上述技术目的，本发明还提供一种炼化污水场低浓度含油污泥的处理装置，该处理装置可以用于处理炼化污水场的低浓度含油污泥。
具体地，该处理装置包括：前处理单元、电催化氧化单元、脱水干化单元和药剂投配单元;其中，
前处理单元用于对低浓度含油污泥进行浓缩脱水;
电催化氧化单元用于对浓缩脱水后得到的浓缩油泥进行电催化氧化处理;
脱水干化单元用于对电催化氧化处理后的泥渣进行后续脱水干化处理;
药剂投配单元用于配制和投加药剂。
在本发明的炼化污水场低浓度含油污泥的处理装置中，前处理单元与电催化氧化单元相连，电催化氧化单元与脱水干化单元相连。
在进一步的具体实施方式中，药剂投配单元与电催化氧化单元相连。
在进一步的具体实施方式中，药剂投配单元与脱水干化单元相连。
采用上述的处理装置完成的对炼化污水场低浓度含油污泥的处理，具体包括以下步骤：
将低浓度含油污泥连续提升到前处理单元的重力浓缩罐，进行浓缩脱水，上层分离出污油，中上部分离出的含油污水送入污水处理系统;
浓缩油泥在电催化氧化单元的均相器中，与催化剂均相混合，混合时间为20min以上。其中，催化剂的投加质量分数为0.2%-2.0%;
均相油泥进入电催化氧化单元的反应器中进行电催化氧化处理，处理时间为0.5h-3.0h，处理电源为电压3V-25V的直流电;
氧化后的产物进入电催化氧化单元的稳定器中，进行气、液、固的分离并达到稳定。切出水进入污水处理系统，渣进入污泥储罐;
污泥储罐中的渣进入后续脱水干化单元，进行机械脱水与干化，完成对低浓度含油污泥的最终处理，最终处理后的含油污泥的含油率低于2%，含水率低于30%。
更具体地，可以包括以下步骤：
将炼化污水处理场隔油单元产生的底泥、浮选单元产生的浮渣，单独收集到按设计规模设计的集泥池中，混合含油污泥的含水率在98.5%以下;
将含油污泥，通过设计规模确定的污泥提升泵提升到前处理单元的重力浓缩罐进料口，含油污泥进行浓缩脱水，含水率降至98%以下，污泥浓缩停留时间一般在2h以上。分离出的含油污水送入污水场调节单元;
为使浓缩罐中的浓缩含油污泥顺利进入后续处理装置，避免采用自流方式造成的堵塞，建议采用污泥泵将浓缩油泥泵入电催化氧化单元的均相器中，同时将催化剂溶液送至均相器，在设有搅拌机的均相器中，使得到的浓缩油泥与催化剂充分混合达到均相。催化剂投加量为0.5%-2.0%，混合时间保持在30min以上，具体操作参数根据浓缩含油污泥的性质确定;
将得到的均相油泥根据位差自流进入设计确定的电催化氧化单元之反应器中，进行充分的氧化反应，反应器控制温度为20℃-50℃，反应停留时间维持在0.5h-2.5h，使用3V-25V直流电源，具体操作参数根据浓缩含油污泥的性质和处置要求确定;
将得到的反应液利用位差自流进入电催化氧化单元的稳定器中，进行气、液、固三相分离，分离停留时间控制为30min-120min。上部切出的水送入污水调节单元;
将分离得到的泥渣自流或泵至后续的污泥储罐，再送至脱水干化单元，脱水干化单元包括机械脱水和干化脱水。机械脱水后污泥的含水率降至80%以下;进一步干化后污泥的含水率降至30%以下，含油率降至2%以下。
分离出的污水，油含量、COD满足污水场进水要求。
本发明的含油污泥的处理方法针对无回收价值或回收价值不高的炼化污水场的低浓度含油污泥，主要采用电催化氧化处理，使电能直接转化为化学能，并直接氧化油类物质，污泥基本实现无机化，泥渣粘度极大降低，脱水性能好，与水易于分离。
本发明的炼化污水场低浓度含油污泥的处理方法采用以电催化氧化技术为核心的“前处理单元-电催化氧化单元-脱水干化单元”处理工艺处理低浓度的含油污泥，区别于传统处理方法，氧化直接、高效、简单，可以显著降低污泥的油含量，显著改善固液分离的性能，有利于后续的机械脱水及干化的选择及操作，经济性良好。
本发明的炼化污水场低浓度含油污泥的处理方法分离出的污水中油、COD含量低，满足污水场进水要求，脱水干化后的污泥含油率小于2%。
本发明的炼化污水场低浓度含油污泥的处理装置具有本发明的炼化污水场低浓度含油污泥的处理方法同样的效果。